Устройство для испытаний симметричных тиристоров

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республнк(51)ц. К,п.з с присоединением заявки М 6 01 й 31/2 б ГосударственныИ комитет СССР по делам изобретениИ н открытий(088.8) Дата опубликования описания 15. 09. 81(7 ) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ СИММЕТРИЧ ТИРИСТОРОВ.Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствамдляиспытаний .полупроводниковых приборов, и может быть использованопри определении нагруэочной способности симметричных тиристоров (симисторов),Определение нагрузочной способности (предельного тока) заключается в фиксировании эффективного токасинусоидальной формы с углом проводимости 180 эл 1 град, при достижении. температурой структуры значения,равного максимально. допустимой температуре в установившемся тепловомрежиме.Известно устройство для испытанийсимметричных тиристоров, содержащееисточник переменного напряжения,вцепь нагрузки которого включен ис- . 26пытуемый симистор, позволяющее судитьо работоспособности симистора по переключению его в моментпредшествующий подаче управляющего импульса вочередной полупериод 1(.Недостаток данного устройствазаключается в том, что оно, обеспечивая возможность оценки работоспособности симистора, не позволяет измерять температуру структуры, являющей ся критерием при определении нагруэочной способности симистора. Кроме того, симистор в этом устройстве включается с онределенной задержкой (не с нуля), тогда как предельный ток определяется уже при проводимости 180 эл.град. Еще один существенный недостаток заключается в том, что контроль работоспособности осуществляется при подаче напряжения на ту половину структуры, которая в предыдущий полупериод была нерабочей, и, следовательно, нагретой меньше, чем в полупериод прохождения через нее полуволны,тока.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее силовой трансформатор с регулируемым напряжением первичной обмотки, измеритель тока и устройство для измерения температуры структуры, соединенное с испытуемым тиристором. Температура измеряется в промежутках между полуволнами греющего тока 2.Недостатком известного устройства является то, что оно не учитывает особенности работы симистора, заключающейся в том, что при конструктивном выполнении его полупроводниковой структуры из двух половин, каждая из них пропускает ток только одного направления. Поэтому при однополупериодном токе работает только одна половина его структуры, что существенно меняет тепловой режим по ;сравнению с нагрузкой переменным током, когда ток проходит через обе половины структуры, а, следовательно, вносится большая погрешность при оценке нагрузочной способности. 1 ОЦелью изобретения является повышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для испытаний симметричных тиристоров на нагрузоч ную способность, содержащее силовой трансформатор с регулируемым напряжением первичной обмотки, измеритель тока и устройство для измерения температуры структуры, соединенное с испытуемым тиристором, введены сим метричные тнристоры, включенные в цепи первичной и вторичной обмоток силового трансформатора, управляющие ключи, источник питания, блок однократных полусинусоидальных импульсов напряжения, Формирователь одиночных импульсов, блок задержки, блок однократных прямоугольных импульсов, причем испытуемый тиристор включен в цепь вторичной обмотки силового трансформатора последовательно с одним из симметричных тиристоров и измерителем тока, выходы блока однократных полусинусоидальных импульсов напряжения подключены через управляющие ключи, соединенные с источником питания, к цепям управления симметричных тиристоров, а через последовательно включенные Формирователь одиночных импульсов, блок задержки и блок однократных прямо О угольных импульсов - к устройству для измерения температуры структуры.Кроме того, при включенной цепи первичной обмотки силового трансФорматора к фазам А и В трехфазной 4 силовой сети вход. блока однократных полусинусоидальных импульсов напряжения подключен к Фазам В и С через переключатель полярности.На Фиг. 1 представлена, структурная схема предлагаемого устройства; на Фиг. 2 - эпюры токов и напряже-ний на отдельных участках схемы при одном из положений переключателя полярности.Устройство содержит силовой трансФорматор 1 с регулируемым напряжением первичной обмотки, в цепи первичной и вторичной обмоток которого включены симисторы 2 и 3 с однополярным управлением, управляющиеся через 40 ключи 4 и 5 от источника питания б, блок однократных.полусинусоидальных импульсов напряжения 7, вход которого подключен через переключатель полярности 8 к фазам В и,с, Формирователь 65 одиночных импульсов 9, блок эадержки 10, блок однократных прямоугольныхимпульсов 11, испытуемый симистор 12, измеритель тока 13 и устройство для измерения температуры структуры 14, использующее, например, температурную зависимость прямого падения напряжения на полупроводниковом приборе при протекании через него постоян ного стабилизированного тока малой величины.Устройство работает следующим образом,Через предварительно отградуированный в обоих направлениях испытуемый симистор 12 пропускается греющий ток (фиг.2 а) в течение времени, необходимого для установления теплового состояния. Симисторы 2 и 3 открыты током от источника б через открытые ключи 4 и 5. На вход блока однократных полусинусоидальных импульсов 7 подается синусоидальное напряжение (фиг.2 б), фаза которого сдвинута на 120 эл,град. относительно напряжения между Фазами А и В, т,е.относительно греющего тока. После установившегося теплового состояния (Фиксируемого с помощью термопары, контролирующей температуру корпуса) подают команду "Пуск" на блок однократных полусинусоидальных импульсов 7, который пропускает на выход одну полуволну напряжения (фиг.2 в). Прошедший сигнал запирает ключи 4 и 5 на время, равное полупериоду напряжения межцу фазами Ь и С, цепь управления симисторов 2 и 3 размыкается, что обусловливает отсутствие очередной полуволны тока через испытуемый симистор 12. Одновременно другой сигнал с выходЫ блока Однократных полусинусоидальных импульсов 7 поступает на вход Формирователя одиночных импульсов 9, с выхода ко" торого проходит на блок задержки 10 (Фиг.2 г). Задержанный сигнал(фиг.2 д) поступает в блок однокрдтных прямоугольных импульсов 11. Длительность задержки устанавливается такой, чтобы обеспечить подключение устройства для измерения температуры в момент времени, соответствующий окончанию переходных электрических процессов в структуре симистора, вызванных прошедшей полуволной тока в период отсутствия очередной полу- волны. В этот момент блок однократных прямоугольных импульсов 11 Формирует импульс (фиг.2 е), подключающий устройство для измерения температуры структуры 14, при этом измеряется температура на той половине структуры, через которую проходит последняя полуволна тока. Дли" тельность этого импульса такая, чтобы его задний фронт сформировался рань- ше, чем откроются ключи 4 и 5, т,е.до окончания импульса с блока однократных полусинусоидальных импульсов 7. В момент окончания импульса с блока однократных полусинусоидальных импульсов 7 ключи 4 и 5 открываются, по цепи управления симисторов 2 и 3 протекает ток.Симисторы 2 и 3 открыты, через испытуемый сими" стор 12 продолжает протекать греющий ток. Для повторения замера температуры достаточно, не отключая греющего тока, последовательно подать команды "Сброс" и "Пуск" на блок однократных полусинусоидальных импульсов.Измерив таким образом температуру структуры в положительный полупериод, т,е. на одной половине структуры, 5 переводят переключатель полярности 8 в другое положение, и, произведя те же операции, измеряют температуру етруктуры в отрицательный полупериод, т.е. на другой половине структуры. 20Регулируя величину грекщего тока и Фиксируя его с помощью измерителя тока 13, добиваются, чтобы при опре деленной величине тока наибольшее иэ измеренных в обоих направлениях значений температуры структуры было равно максимально допустимой температуре. Зафиксированное при этом значение греющего тока и есть предель- жФ ток испытуемого симистора.Данное устройство позволяет значительно повысить точность измерений при определении нагрузочной способнОсти симисторов за счет обеспе" чения измерений на обеих половинах структуры испытуемых симисторов. - З 5Формула изобретенияУстройство для испытаний сим- . 40метричных тиристороэ на нагруэочнуюспособность, содержащее силовой транс.Форматор с регулируемым напряжениемпервичной обмотки, измеритель тока и устройство для измерения температуры структуры, соединенное с испы" туемым тиристором, о т л и ч а ю щ ее с я тем,что, с целью позышения точности измерений, в него введены симметричные тиристоры, включенные в цепи первичной и вторичной обмоток силового трансформатора, управляющие ключи, источник питания, блок однократных полусинусоидальных импульсов напряжения, формирователь одиночных импульсов, блок задержки, блок одно-. кратных прямоугольных импульсов,причем испытуемцй тиристор включен в цепь вторичной обмотки силового трансформатора последовательно с одним из симметричных тиристоров и измерителем тока, выходы блока однократных полусинусоидальных импульсов напряже- ния подключены через управляющие ключи, соединенные,с источником питания, к цепям управления симметричных тиристоров, а через последовательно включенные формирователь одиночных :импульсов, блок задержки и блок однократных прямоугольных .импульсов - к ,устройству для измерения температуры структуры.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что при включенной цепи первичной обмотки силового трансформатора к фазам А и В трехфазной "силовой сети вход блока однократных полусинусоидальных импульсов напряжения подключен к Фазам В и С через переключатель полярности.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии У 44-10420,кл, 99(5) Сб, опублик. 1969.2. Бардин В.М. и др, Аппаратураи методы контроля параметров силовыхполупроводниковых приборов. М.,